Способ неразрушающего контроля проводящих изделий

О 1 ОЗ СОВЕТСК их 982 4 С 01 Н 27/9 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ осится к техниконтроля мето" может быть иснометрии, дефек ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Днепропетровский государствен" ный университет им 300-летия воссоединения Украины с Россией(56) Авторское свидетельство СССР И 340954, кл. С 01 И 27/87, 1970 (54) СПОСОБ НЕРАЗРУ 111 АЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение отнке неразрушающегодом вихревых токов ипользовано для толщи тоскопии, структуроскопии и технической диагностики проводящих неферромагнитных и ферромагнитных изделий. Целью изобретения являетсяповьппение точности контроля путемодновременной отстройки от влияниязазора между изделием и вихретоковым преобразователем и от его перекоса, Измеряя зазоры в трех точках,расположенных симметрично вокругоси вихретокового преобразователя,находят угол его перекоса и центральный зазор и с помощью пропорциональ, ных им электрических сигналов кор ректируют выходной сигнал вихретоко вого преобразователя. 3 ил.1 128Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревыхтоков и может быть использовано длятолщинометрии, дефектоскопии, структуроскопии и технической диагностикипроводящих неферромагнитных и ферромагнитных изделий.Цель изобретения - повышение точности контроля изделий путем одновременной отстройки от влияния перекоса, зазора и электропроводности.На фиг. 1 представлены годографывносимого в преобразователь напряжения П в зависимости пт изменениявнобобпенного параметРа Р,=ЕГО(где К - наружный радиус ВТПРчастота тока возбуждения; б- удельная электропроводность изделия; р, -магнитная постоянная). при нормированной толщине изделия Т, -Т/К - Р(кривая 1), от изменений электропроводности б (кривая 11), толщины ТФгО(кривая Ч), и угла перекоса Ю (кривая Ч 1); на фиг, 2 - структурнаясхема устройства для осуществленияспособа; на фиг. 3 - условно показан ВТП в виде окружности с центромв точке 0 и точки А, В, С измерениязазоров,Устройство состоит иэ последовательно соединенных генератора 1,вихретокового преобразователя (ВТП)2, усилителя 3, фазочувствительноговыпрямителя 4, управляемого фазовра.щателя 5, выход которого соединен свторым входом фазочувствительноговыпрямителя 4, один вход подключенк генератору 1, а другой - черезуправляемый резистор 6 к выходу фа"зочувствительного выпрямителя 4,емкостных преобразователей 7, 8 и 9,имеющих жесткую механическу связь свихретоковым преобразователем 2,их выходы подключены к преобразователям 10, 11 и 12 емкости в электрические сигналы, соединенным своимивыходами с входами вычислительногоблока 13, его вьгходы через функциональные преобразователи 14 и 15 соединены с двумя входами сумматора16, третий вход которого подключенк выходу фаэочувствительного выпрямителя 4, а выход - к индикатору 17,Способ применительно к решению задачи измерения толщины проводящих неферромагннтных изделий осуществляется следующим образом.9820 40 10 15 20 25 30 35 2Вихретоковый преобразователь 2 возбуждают переменным током, размещают его над объектом контроля и измеряют выходной сигнал. Симметрично оси ВТП 2 в трех точках, лежаших в вершинах равностороннего треугольника в плоскости, перпендикулярной оси ВТП 2, измеряют величины зазора. На фиг. 3 показан условно ВТП 2 в виде окружности с центром в точке О, точки А, В и С измерения зазоров являются вершинами равностороннего треугольника, произвольно повернутего вокруг своего центра 0 и лежащего в плоскости 1 б 1, наклоненной на некоторый угол с 1. относительно совпадающей с поверхностью контролируемого изделия плоскостью Ч. Поскольку три точки А, В и С, принадлежащие плоскости У, однозначно определяют ее положение в пространстве (в данном случае относительно плоскости Ч),1измерив зазоры АА =Ь , ВВ =Ь и СС =Ь , можно вычислить угол перекоса д.и центральный зазор Ь =00 представляющий собой расстояние между центром рабочего торца ВТП 2 и поверхностью изделия. На фиг. 3 для упрощения плоскость треугольника АВС совпадает с плоскостью торца ВТП 2, хотя в общем случае они могут быть сдвинуты параллельно на расстояние Ь, Угол .перекоса Ы и центральный зазор Ь определяют из выражений:12 Ь+Ьф+Ь-Ь Ь +Ь Ь"+Ь ЬИ 3 1 йЬ = -(Ь +Ь +Ь ) + -т - ф 3эдпо 1.Анализ способа определения центрального зазора Ь, и угла перекоса д. показывает, что:при симметричном расположении точек А, В, С измерения зазоров Ь Ь, и Ь относитель но оси ВТП 2, т.е; в том случае, когда она проходит через центр 0 равностороннего треугольника АВС, указаннще выражения оказываются ин. - вариантными по отношению к Ь , Ь Ьэ. Другими словами, перемена мест измерения Ь Ьи Ь при повороте системы вокруг своей оси например, перемещение Ьв точку А, Ь - в В и Ьр - в С и т.д,) не оказывает влияния на структуру выраженийаЭто облегчает техническую реализацию способа,так как нет необходимости устанавливать очередность иэмере 1289820ния Ь Ь , Ьз и учитывать соотно 1шение между нчми,Устройство решает задачу вихретокового контроля толщины проводящихнеферромагнитных изделий следующимобразомеГенератор 1 питает переменнымтоком ВТП 2, выходной сигнал которого через усилитель 3 подается наодин иэ входов фазочувствительного 10выпрямителя 4, Опорное напряжение,ортогональное кривой 11 влиянияэлектропроводности б (фиг. 1),подается на второй вход фазочувствительного выпрямителя через регулируемый 15фазовращатель 5, питаемый генератором 1. Выходной сигнал устройства,обусловленный изменением толщины,определяется как проекция соответствующего участка кривой 111 на линию 2 О7 опорного напряжения и через сумматор 16 поступает на индикатор 17,При изменении толщины направлениелинии влияния электропроводности несколько изменяется (перемещается 25годограф 1 Т 1) и. чтобы сохранитьортогональность к ней линии 7 опорного напряженияфазовращатель 5подстраивается с помощью управляемого резистора 6, вход которого под рключен к выходу фазочувствительноговыпрямителя 4,1При появлении зазора и перекосаВТП 2 изменяются емкости преобразова.телей 7, 8 и 9, и на выходах преобразователей 10, 11 и 12 появляютсяэлектрические сигналы, пропорциональные. величинам зазоров Ь Ь д и ЬЭти сигналы поступают на вход вычислительного блока 13, в котором они щпреобразуются в величины, пропорциональные углу перекоса ои центральному зазору Ь . При малых углах пере",коса выражение для Ы может быть упрощено с учетом того, что с =агсзпх= х. Функциональные преобразователи14 и 15; подключенные к выходам вы- .числительного блока 13, соответствующим Ь и д., позволяют сформировать сигналы, пропорциональные проекциямучастков голографов 5 и 6 (фиг. 1)зазора и угла перекоса на прямую 7,Выходные сигналы функциональных преобразователей 14 и 15, поданные навходы сумматора 16, осуществляющегоалгебраическое сложение, позволяютскомпенсировать влияние перекоса изазора на выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя 4, поступающий через этот сумматор на индикатор17 и несущий информацию о толщинеизделия,Формула изобретенияСпособ неразрушающего контроля проводящих изделий, заключающийся в том, что в непосредственной близости от вихретокового преобразователя устанавливают и жестко соединяют с ним емкостный датчик зазора, преобразуют изменение емкости этого датчика в электрический сигнал и используют его для корректировки сигнала вихретокового преобразователя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля изделий путем одновременной отстройки от влияния перекоса, зазора и электропроводности, измеряют величины зазоров в трех различных точках, расположенных симметрично оси вихре- токового преобразователя в плоскости, перпендикулярной к ней, по взаимному положению этих точек и величинам зазоров находят угол перекоса вихретокового преобразователя и усредненный зазор между ним и поверхностью изделия, формируют с помощью функциональных преобразователей два комйенсирующих сигнала, один из которых пропорционален усредненному зазору, а другой, противофазный ему, пропорционален углу перекоса, и по разности сигналов вихретокового преобразователя и укаэанных компенсирующих сигналов определяют значение контролируемого параметра.